MOTEUR A COURANT CONTINU

184. Etude du moteur marchant à vide. — Montage. — Nous supposerons qu'il s'agisse d'un moteurà excitation indépendante. Les dispositifs nécessaires pour le fonctionnement et la mise en route du moteur sont ceux que nous avons déjà indiqués (VII, 178). On mettra un voltmètre en dérivation entre les balais; on placera un ampèremètre dans le circuit d'excitation et un autre dans le circuit de Varmalure.

(') L'en roulement auiiliaire doit être fait avec du fil asseï gros pour que l'on puisse, ea première approximation, négliger la perle due i son écliauiïemeDt.

(') Quelques laboratoires possèdent encore de vieilles machioes d'induction i deui bobines atec redresseur de courant. Il n'est pas sans intérêt de signaler que l'on peut utiliser ces appareils comme moteurs en leur fouraissant du courant électrique avec seulement deui ou trois éléments de pile Bunsen (59). '

3^2 CHAPITBE VII. — ÉLECTSICITÉ ET MAGNÉTISME.

— Déterminer d'abord la résistaoce de l'anneau en y envojaDi un fort courant sans exciter la machine. La résistance cherchée

est alors le quotient de la valeur de la dil^érence de potentiel aui balais par la valeur de l'intensité du courant.

Ceci fait, donner d'abord à l'excitation sa valeur mininia, mettre le moteur en marche et amener ce moteur à sa vitesse normale en agissant sur son rhéostat de démarrage (VII, 178).

Force contre-électromotrice d! induction. — Déterminer l'excès de la différence de potentiel aux balais sur la chute de tension (RI), d'ailleurs très faible, qui est due à la résistance de l'anneau : la difTërence représente \a force contre-électromotrice d'induction.

Répéter cette dtHermination pour des valeurs croissantes rfe l'excitation en opérant toujours avec la même v itesse et construirr la courbe des variations de la force contre-électromotrice d'induction en fonction des valeurs de l'excitation (<).

Cette courbe doit être presque identique ù la courbe caractéristique à circuit ouvert ou courbe d'aimantation de la niachiof fonctionnant comme génératrice (VU, 179), car la réaction d'induit est très faible dans la marche à vide du moteur.

Variations de vitesse. — Garder les dispositifs des expériences précédentes, mais opérer constamment avec l'excitation normale, et faire varier progressivement la vitesse en agissant sur le rhéostat de démarrage.

Construire une courbe représentant les variations correspondantes de la vitesse et de \& force contre-électromotrice d'induction, que nous venons d'apprendre k déterminer. Cette courbe est presque exactement rectiligne.

(') II vaut mieux prendre pour urdoonée te quotient de ta force conue-^leciromoLrice par la vite^e ( oumbre de tours par secuude ). S'il y a, en effet, des petites Tariations de viteste, ces variations a'iufluenint pas sensiblemeat sur la courbe obleaue, puisque la (urce c 00 tre-électro matrice est presque exactement propoTlioanelle à la vitesse.

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MOTEUR A COURjlNT CONTINU. 873

— On pourra encore opérer à excitation variable et à force contre-électromotrice constante.

On représentera ces nouvelles expériences par une courbe dont les coordonnées seront, d'une part, le nombre de tours par seconde, et, d'autre part, le quotient de la force contre-électromotrice par le nombre de tours à la seconde. Cette courbe devra reproduire la courbe d'aimantation que nous avons obtenue tout à l'beure (in bis).

185. Mesure des pertes d'énergie dans la marohe à Tide. — Le moteur marcbanl à vide à une certaine vitesse et avec une excitation déterminée, on mesure les valeurs de la différence de potentiel auî balais et de l'intensité du courant. Le produit de ces deux nombres mesure la puissance fournie à ('induit. On retranche de cette quantité la puissance (RI*) dissipée sous

forme d'ëchauffemenl du cuivre, et le résultat représente l'ensembte des perles dues aux frottements, aux courants induits dans les masses métalliques et à l'hystérésis du fer.

Influence des variations de vitesse. — Augmenter progressivement la vitesse en laissant l'excitation constante et étudier comment varie l'ensemble des pertes d'énergie calculées pour un tour de la machine, c'est-à-dire le rapport de la puissance dissipée et da

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.^^4 CHAPITRE Vil. ÉLECTRICITÉ ET MAGNÉTISME.

nombre de tours à la seconde. On trouvera que cette perte est à peu prf-s constante.

La courbe représenlati\e monte cependant un peu, et à peu près suivant une ligne droite, comme on devait s'y attendre, puisque les courants induits dans les masses mobiles sont à peu près proportionnels à la vitesse.

Influence des variations du champ magnétique. — Etudier ensuite comment varient les perles quand on augmente le courant d'excitation en laissant la vitesse constante.

En conservant le mi^mc mode de représentation que dans le* expériences précédentes, on devrait construire la courbe représentative en prenant pour coordonnées la perte d'énergie />ar lour et le quotient de la force contre-éleciromotrice par le nombre de tours à la seconde puisque c'est cette quantité qui mesure le champ magnétique dans lequel on opère, 11 est évident qu'à rêchelle près, il sera exactement équivalent de prendre comme coordonnées la puissance dissipée et la force conlre-électromotrice elle-même.

Les variations observées seront dues aus seuls phénomènes, d'ordre magnétique, car les frottements mécaniques restent Irè.s sensiblement les mêmes.

186. Mesure dn rendement d'un moteur au moyen de la mesure des pertes à vide. — Si l'on disposait de la puissance nécessaire pour mettre le moteur en marche au régime demandé, par exemple en pleine charge et sous l'excitation normale, on déterminerait d'abord le nombre de tours (|u'il fait par seconde ainsi que la différence de potentiel aux balais et l'intensité du courant d'armature.

Le produit de ces deux derniers nombres serait la valeur de la puissance totale absorbée par le moteur, en ne tenant pas compte, pour le moment, de la dépense d'excitation. — Pour déterminer le rendement on devrait mesurer alors la puissance mécanique disponible sur l'arbre.

On peut remplacer ces mesures par une évaluation des perles d'énergie. Cette évaluation se fait en mesurant les pertes dans le moteur fonctionnant à vide.

En dehors de la perle par échaiilTement (RI"), qui se calcule à part, on peut admettre que les autres pertes restent les mêmes ( ' )

(■) Cette méthode si serait très grande.

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MOTEUR A COUHAHT COHTINU. 3^5

dans les deux ré^mes auxquels la machine fonctioane, si l'on a soin d'opérer avec la même excitation (') et la même vitesse (').

La puissance dépensée dans cette marche à vide, diminuée de la puissance (RI') employée à l'échauflTemenl du fil, représente, comme nous l'avons dit, la valeur des pertes dues ^x frotlements,' aux courants induits dans les masses métalliques et à l'hystérésÎR du fer.

En ajoutant ces pertes à la puissance (RI*)quî, dans la première expérience, se dissipe par réchauffement du cuivre de l'armature, on aura la totalité des pertes dans la partie mobile de la machine. Tenant compte, enfin, de la dépense d'excitation, on aura tous les éléments nécessaires pour calculer le rendement (in bis).

187. Rendement de la machine fonctionnant comme génératrice. — Les expériences se font d'une façon analogue.

Pour déterminer les pertes, on évalue la puissance (RI^) dépensée pour réchauffement du cuivre des inducleurs et de l'induit, et l'on y ajoute les pertes de la machine marchant à vide comme moteur, pour les mêmes valeurs de la vitesse et du champ magnétique.

On calcule ensuite la puissance électrique (El) qui serait fournie par la machine dans les conditions proposées; et l'on en déduit le rendement.

188. Dynamo-frein et moteur taré. — Nous venons d'indiquer les expériences qui font connaître le rendement d'une machine fonctionnant comme moteur ou comme génératrice sous un régime donné. Si l'on détermine ces rendements pour différentes puissances, mais à vitesse et excitation constantes, on trouve que la puissance est une fonction linéaire du courant diarmature, la courbe représentative est une droite, soit que la machine fonctionne comme moteur, soit qu'elle fonctionne comme génératrice.

(I) On devrait en réalité opérer dan» Le même cliamp magnétique, devrait donc iitn celle pour laquelle on trouve la même valeur . charge pour la force contre-électro motrice. Si ta vilesM n'était pas la même dans les deux expériences, c'est le quotient de la force conlrc-électromotrice par le nombre de tours i la seconde qu'on devrait ramener à la même

('} On peut remarquer qu'il n'est pas nécessaire de reprendre exactement la même vitesse. Les perte» à vide sont, en effet, à 1res peu près proportioonclles i la vitesse (VII, 186) et l'on peut tenir compte de l'écart par une simple proportion.

Aynnt dt^lerminé celle droite au moyen de deux mesures de rendement on construira un tableau sur lequel on inscrira directement la puissance en kilowatts ou en chevaui-vapeur en face des valeurs du courant d'armalure (172 bis).

189. Mesure du couple et des frottements dans le moteur immobilisé. — Montage. — Fixer sur l'arbre du moteur une épaisse plaque de bois dans laquelle cet arbre entre à frotlemenl 1res dur. Visser sur cette plaque une planche étroite et longue (8o°"; 3*"; i"") terminée par des crochets auxquels on suspend des plateaux de façon à constituer une sorte de balance.

Pour empêcher le fléau de tourner, tout en lui laissanl la liberté de s'incliner un peu à droite ou à gauche, on fixe aux deux bout^ de ce fléau des planchettes verticales (2'" x 1*") qui descendent jusqu'à environ i"" de la table d'expériences.

Expériences. — Envoyer d'abord dans l'armature et dans les inducteurs les courants ma\tma qu'ils auront à supporter. Le lléau culbute dans un certain sens; on met alors sur la balance une tare suHisante ])onr ramener le fléau en arrière. La lare qu'on vient de déterminer sera laissée dans le plateau, et demeurera invariable pendant toutes les mesures qui vont suivre.

Ayant supprimé tout courant, on cherclie à équilibrer la tare en mettant des poids dans l'autre plateau. On trouve deux charges voisines pour lesquelles le fléau est entraîné de gauche à droite ou <]c droite à gauche. La dilTérence de ce^ deux charges correspond aux frottements mécaniques ; leur valeur moyenne correspond à l'équilibre, abstraction faite des frottements.

Établir ensuite un régime déterminé et chercher de nouveau à rétablir l'équilibre. Prendre encore la moyenne des deux charges qui font pencher le fléau à droite et à gauche. La difl'^rence de

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